Бесперебойное питание дома

Суммарная мощность постоянно работающих приборов – 1723 ВА.

Электроприборы	Режим работы	Мощность	Кол-во	Нагрузка ВА	Пусковая мощность ВА	Часов в день	Потребл. в сутки, кВА-ч	Среднеч. нагрузка ВА
Электрочайник	по 4 мин.	1000 Вт	1	1,000	1,000	0.3	300	38
Тостер	по 5 мин.	600 Вт	1	600	600	0.3	180	23
Насос погружной (арт.скв)**	~6 мин/ч.	2000 Вт	1	2,857	8,571	0.3	857	107
Электромоторы (ворота)*	по 1 мин.	500 Вт	1	714	2,142	0.1	71	9

На короткое время могут включаться и мощные потребители. Наиболее очевидные – насос водоснабжения и привод ворот. Разумеется, при работе от аккумуляторов разумный человек не станет включать стиральную машину или электрический духовой шкаф. Но отказываться от чашки кофе-чая вряд ли есть смысл, потому что в пересчете на среднечасовые показатели, это не слишком повлияет на разряд батареи. 

Одновременная работа всех этих приборов маловероятна, поэтому к суммарной мощности постоянно работающих приборов плюсуем только самый мощный из кратковременно включаемых – насос скважины. С его учетом максимальная мощность одновременно включенной нагрузки достигает 4580 ВА.

Также необходимо учесть пусковую мощность. Складывать все пусковые мощности не нужно, потому что вероятность одновременного (до долей секунд) включения электроприборов ничтожна. Ориентируемся только на большую из пусковых мощностей – 8571 ВА.

Для бесперебойного питания такой нагрузки подойдет комплект из двух модулей OutBack VFX3048 общей мощностью 6 кВА, выдерживающий пусковую мощность до 12 кВА. Как показывает практика, если нет цели обеспечить резервное питание абсолютно всей нагрузки дома (чтобы отключение электроэнергии вообще проходило незамеченным), то для питания самой важной, критичной нагрузки коттеджа до 300-350м2 обычно достаточно  Инвертора на 6 кВт. Для дачи или рыбацкого (охотничьего) дома – достаточно 3кВт.

Время бесперебойного питания дома

- среднечасовая мощность нагрузки
- ёмкость аккумуляторной батареи

1. Среднечасовая нагрузка вычисляется потому, что максимальная суммарная нагрузка, рассчитанная в примере выше, не отражает реальную нагрузку на батарею. Приборы включаются и выключаются, и в некоторые периоды мощность, забираемая из аккумуляторов, в разы ниже максимальной.

Принцип расчета среднечасовой нагрузки достаточно простой:

С учетом режима работы прибора (непрерывный, непрерывный с периодами включения-отключения, редкие включения) вычисляется примерная продолжительность его работы в сутки. Время работы умножается на мощность прибора – получаем потребление электроприбора в сутки (в кВА-часах). Далее значение потребления в сутки делим:
/ на 24 часа – для непрерывно работающих приборов,
/ на 8 часов – для приборов, работающих только в активное время суток (то есть в утренние 7-10 ч. и вечерние 18-24 ч. интервалы).

Для нагрузки из примера выше суммарная среднечасовая нагрузка составит 1369 ВА.

2. Емкость батареи. ИБП для дома позволяют подключать мощные аккумуляторные батареи. Мы рекомендуем комплектацию инверторов специализированными герметичными (необслуживаемыми) аккумуляторами 12В на 220А-ч.

Чем больше емкость АКБ, тем лучше. Но каждый аккумулятор 12В на 220А-ч стоит порядка 16-18 тыс.руб и весит 70 кг. Батарея на 16 кВт-часов к 3 кВт-ному инвертору OutBack VFX3048 стоит больше самого инвертора и весит полтонны. В общем случае для приблизительной оценки мы рекомендуем ориентироваться на номинал инвертора и размер батарей не меньше указанных в таблице:

Максимальная мощность нагрузки дома	Мощность ИБП для дома	Номинал напряжения инвертора	Количество АКБ 12В на 220А-ч	Энергия батареи инвертора	Время автономии при непрер. питании макс. нагрузки*
1.0 кВт	2 кВт	12В или 24В	2	4 кВт-ч	4 часа
2.0 кВт	3 кВт	24В или 48В	4	8 кВт-ч	4 часа
3.0 кВт	3 кВт	48В	8	16 кВт-ч	5 часов
4.0 кВт	6 кВт	48 В	8	16 кВт-ч	4 часа **
5.0 кВт	6 кВт	48 В	12	24 кВт-ч	5 часов
6.0 кВт	6 кВт	48 В	12	24 кВт-ч	4 часа

* Минимальное время работы. Реальное время работы, разумеется, больше, потому что среднечасовая нагрузка всегда меньше максимальной. 
** Курсивом выделена строка, отвечающая рассматриваемому выше примеру.

Для рассматриваемого примера:
- среднечасовая мощность нагрузки = 1369 ВА
- ёмкость аккумуляторной батареи = 16 кВА-ч

Ориентировочное время бесперебойного питания = 12 часов. Если длительные (более суток) отключения не редкость, то более выгодно не наращивать аккумуляторную батарею, а дополнить ИБП для дома генератором.

Можно создать полностью автоматическую систему резервного электроснабжения, если дополнить инвертор генератором с автозапуском. Инвертор OutBack может самостоятельно дать команду на запуск такого генератора, когда аккумуляторы разряжены, и отключить генератор после заряда батарей. При этом можно настроить запрет на включение генератора в ночное время.

Чем отличаются ИБП для котла и дома?

Подбирая ИБП для котла и водоснабжения, особенно мощный, часто спрашивают – можно ли использовать этот же Инвертор и для бесперебойного питания дома? – Разумеется, можно.

Правда, коттеджу не обязателен инвертор «чистый синус». В доме большая часть нагрузки не так чувствительна к форме тока, как котел. Инверторы 220 с модифицированной синусоидой (псевдо-синус, аппроксимированный синус) дадут резервное электроснабжение, приемлемое для большинства электроприборов. Из критичных нагрузок от «плохого» синуса будет страдать, пожалуй, только холодильник. У телевизора, в худшем случае, возможны помехи.

Поэтому если задача – резервное электроснабжение только для освещения-телевизора-холодильника, то бюджетный Инвертор с псевдо-синусом будет более выгодным решением, чем наращивание мощности качественного Инвертора 220 «чистый синус» котельной.

Но дешевле – не значит эффективнее. Чем покупать отдельный дешевый Инвертор, лучше нарастить мощность более дорогого общего Инвертора, потому что общий ресурс всегда эксплуатируется эффективнее, чем отдельные ресурсы. Эффективнее – в смысле из общего ресурса «выжимается» всё, и он не отдыхает без нагрузки. И этот постулат теории массового обслуживания подтверждает любая практика – будь ресурс хоть общим Инвертором, хоть общим офис-менеджером.

К тому же, при использовании двух Инверторов придется либо подключать оба к одной аккумуляторной батарее, либо докупать отдельные аккумуляторы для второго Инвертора. В первом варианте зарядное устройство бюджетного Инвертора будет сводить на нет весь эффект интеллектуального 4-х этапного алгоритма заряда качественного Инвертора. То есть сокращать срок службы недешевых аккумуляторов. Во втором – стоимость дополнительной аккумуляторной батареи сведёт на нет всю выгоду отдельного бюджетного Инвертора (она будет дороже самого Инвертора). Мы рекомендуем использовать один Инвертор и для котла, и для дома, потому что при этом Инвертор используется на 100%.

Чем отличается монтаж ИБП для дома?

Для резервного электроснабжения котла часто нужен минимум электромонтажных работ. ИБП для котла можно просто включить в разрыв линии, идущей к котельной. Если проводка в котельной открытая, достаточно «разорвать» линию и подключить конец кабеля, идущий от щита, на вход Инвертора, а второй конец кабеля – на выход Инвертора.

Для бесперебойного питания дома электромонтажных работ больше. Все домашние нагрузки выведены на щит электросети дома. Поэтому питание должно подводиться от щита к Инвертору и возвращаться обратно в щит – для подвода линии резервного электроснабжения к цепям резервируемых нагрузок. Требуется «петля» между Инвертором и щитом, то есть прокладка кабеля (одного пятижильного или двух трехжильных) от щита до места установки Инвертора.

Бесперебойное питание дома требует перекоммутации щитов дома для вывода резервируемых потребителей на Инвертор 220. Поэтому установка системы резервного электроснабжения требует предварительной консультации, а также выезда специалиста для инженерной оценки работ по инсталляции. Помимо оценки работ рекомендуется выполнение замеров пусковой мощности электроприборов дома для более точного выбора мощности системы резервного электроснабжения.  house-nn